НПП «Аэросила» представит на МАКСе-2021 новые разработки

С начала 1939 г. в подмосковном Ступине приступили к созданию самостоятельного производства авиационных винтов. Чтобы как можно быстрее уйти от зависимости и контроля со стороны иностранных разработчиков авиационной техники. Без этого говорить о развитии собственной, особенно военной, авиации было нельзя. В то время в СССР отечественные воздушные винты не проектировались (что скрывать – не умели), страна покупала лицензии на их производство у зарубежных фирм за очень большие деньги. А время турбореактивных двигателей ещё не наступило! Винты или пропеллеры, как ни называй, – были движущей силой любого самолёта.

Как видим, ситуация сродни сегодняшней, когда страна обвешана санкциями как собака блохами. То композиционные материалы нам не продают, то, как это было в 90-е, «Боинг» почувствовал угрозу конкуренции со стороны Ил-96 с отличными американскими двигателями и побежал жаловаться в Госдеп. Тогда несколько лет напряжённой работы «Ильюшина» и полученные сертификаты отправились псу под хвост – двигатели с самолёта сняли и увезли в США. «Аэрофлот» между тем уже заказал 20 машин. Но, не без нажима лоббистов в правительстве РФ, нам предложили покупать «Боинги», а в 2009‑м глава Минпромторга Виктор Христенко вообще объявил Ил-96 «неэффективным» авиалайнером и закрыл программу строительства единственного российского широкофюзеляжного самолёта. К счастью, его не послушались, производство в единичных экземплярах для госавиации сохранили, а сегодня вице-премьер Юрий Борисов объявил, что самолёт будут делать вплоть до 2030 года. Но это отдельная история, а сегодня о винтах, вентиляторах и другой силе – вспомогательной.

От винта!

Эта команда пришла от поршневой авиации начала прошлого века, когда запуск двигателя осуществлялся прокруткой с помощью механика самолёта и магнето. А предприятие в Ступине было создано. С тех пор все винты и регуляторы к ним для самолётов, судов на воздушной подушке и хвостовых приводов вертолётов в Советском Союзе были спроектированы именно на «Аэросиле». В «центре компетенции», как модно было говорить ещё совсем недавно, винтовой тематики.

Нерешаемых вопросов в этой области в Ступине не существует. И когда специалисты французской фирмы Safran на одной из международных научных конференций в 80-х годах ХХ века блеснули идеей сверхэффективных и скоростных «серповидных винтов», посетовав одновременно, что ни проектировать, ни строить их пока невозможно, научной базы не существует, именно на «Аэросиле» в порядке инициативы провели крупномасштабную серию испытаний для исследования винтов такого класса. И теперь только тут их умеют просчитывать и проектировать. В итоге соосными винтовентиляторами СВ-27 оснастили двигатели Д‑27 среднего военно-транспортного самолёта Ан-70. Французы для своего транспортника-аналога такой двигатель сделать так и не смогли. Конструкторскую документацию самолёта сумели в Киеве скопировать, утащить в Тулузу, построили у себя и назвали его «Эрбас» А400М, а вот движки и винтовентиляторы не осилили. Создатели двигателя Д-27 справедливо и гордо называли его двигателем 5-го поколения, но это был российско-украинский проект, который почил в бозе по политическим причинам. Не менее фантастические по мощности и эффективности винтовентиляторы спроектировали и успели поставить на двигатель НК-93. И, если бы не распад экономики страны, многое что ещё бы «натворили».

Сейчас наступили времена, когда стали считать каждый грамм расхода топлива, нормы эмиссии и уровни шума авиационных двигателей. Экономичные турбовинтовые и турбовентиляторные двигатели нынче на коне. А значит, винты и вентиляторы сегодня востребованы куда больше, чем в турбореактивную эру 50-х – 70-х годов прошлого века.

Что собой представляют новые сверхмощные авиадвигатели с тягой под 50 тонн от «Роллс-Ройс» для крупных широкофюзеляжных лайнеров? Да это же турбовальные двигатели с огромным винтовентилятором! Их создатели передают привет нашим чиновникам из 90-х, которые не пожелали воспользоваться приоритетом первопроходца и гениальностью российских конструкторов.

Глубоко-уважаемый винт...

В мире насчитывается 15 наиболее известных фирм, независимо друг от друга производящих винты для летательных аппаратов. И это – весьма и весьма недешёвые изделия. Так, скажем, винты для двигателей LOM чешского производства обходятся потребителю примерно в половину стоимости самого мотора. То же можно сказать и о других производителях винтов. Потому романтические идеи типа «создать нового успешного производителя на пустом месте» лучше оставить в качестве «мечты первокурсника» и продолжать в своих действиях опираться на тех, кто на самом деле умеет работать, сохранил конструкторскую и технологическую школы.

Современный воздушный винт, несмотря на кажущуюся традиционность, имеет существенные преимущества по сравнению с предшествующими конструкциями. Это – технологичность производства, лопасти из композиционных материалов, обладающих малым весом и высокими ресурсными показателями, и ряд новых инженерных решений в конструкции. Ну а рассчитать профиль лопасти винта или вентилятора способен только конструктор и прочнист высочайшего уровня.

Простой пример. Есть самолёт Л-410. На 19 пассажиров, двухдвигательный, способен летать с грунтовых полос, максимальная дальность – до 1500 км, недавно его оснастили лыжным шасси для посадок на снег. Производили его с конца 1960-х сначала в ЧССР, потом, соответственно, в Чехии. В сентябре 2013 г. Уральская горно-металлургическая компания приобрела 100% акций компании Let Kunovice (Aircraft Industries). Таким образом, УГМК стала единоличным собственником Aircraft Industries. И сейчас производство Л-410 постепенно перенесли в Россию, на Уральский завод гражданской авиации – УЗГА. В 2018 г. в Екатеринбурге был выпущен первый локализованный самолёт. Естественно, самолёт модернизируется, эволюционирует: более полувека в полёте – это не шутки. На «Аэросиле» для него разработали новый воздушный винт АВ‑410 с двухканальной электрогидравлической САУ типа FADEC. По большинству параметров он превосходит «родной» воздушный винт, под замену которого он разработан. Импортозамещение? Несомненно.

Тот же винт, но предназначенный для одномоторного учебно-тренировочного самолёта, перепроектирован – вынудили жёсткие условия эксплуатации воздушного винта ввиду большей маневренности и скороподъёмности пилотажной машины и высоких нагрузок на лопасти.

Или вот другое – про стратегический ракетоносец Ту-95МС. Он получил двигатель с новыми винтами НК-12МПМ. Самый мощный в мире турбовинтовой двигатель – 15 000 л.с. Сообщает ТАСС: «Он позволяет улучшить взлётные характеристики самолёта, увеличить грузоподъёмность и дальность полёта бомбардировщика-ракетоносца. В новой силовой установке используются более мощные винты, созданные НПП «Аэросила», при этом благодаря новым конструкторским решениям уровень вибраций от двигателя уменьшился почти в два раза». Про эти винты слышал давно, дальняя авиация их очень ждала. Свершилось. Мощность двигателя с 1955 г. не изменилась, а вот винты, весом прилично за тонну, характеристики стратега подняли.

Для того чтобы сертифицировать и продлевать ресурс самолётного винта, недостаточно только стендовых испытаний. Дело в том, что на стенде невозможно воспроизвести все типы нагрузок, которые действуют на винт, и систему его регулирования: влияние погоды, перемены давления и влажности, боковых ветров, взлётно-посадочной полосы (ВПП) аэродрома, самого летательного аппарата, его частотных спектров и особенностей его обдува в зависимости от эволюций и режимов полёта, а также – места постановки винта. Потому кроме стендовых гонок винты приходится облётывать. Причём именно на тех самолётах, вертолётах, беспилотниках, для которых они предназначены, на штатных местах, где они должны стоять согласно конструкторской документации. Иначе говоря, летающей лабораторией (ЛЛ) здесь не обойдёшься. Долгая это песня – сертификация и повышение назначенного ресурса нового винта. И очень недешёвая.

Одно из пяти

В ноябре 1956 г. на коллектив ОКБ возложили задачу проектирования вспомогательных силовых установок (ВСУ) как источника энергии на борту самолёта. И «Аэросила» постепенно вошла в ряды отечественных ОКБ, проектирующих газотурбинные двигатели (ГТД) энергетического назначения, чем она и занимается по сей день. Ступинцы помимо винтов, таким образом, стали обладателями ещё одной уникальной компетенции – компетенции по проектированию и производству бортовых источников питания любых типов. Все современные военные самолёты и вертолёты, производящиеся и эксплуатируемые в нашей стране, снабжены ВСУ разработки «Аэросилы». Это предприятие – одно из оставшихся пяти российских ОКБ, проектирующих и производящих свои собственные двигатели мирового уровня.

Создав за последнее десятилетие семейство базовых силовых агрегатов нового поколения: ТА-14, ТА18-100 и ТА18-200, три класса мощности, предприятие теперь не делает уникальную ВСУ под каждый отдельный тип самолёта или вертолёта. Просто подгоняет под нужные характеристики. А Европейское агентство по авиационной безопасности (EASA) в 2018 г. выдало одобрение ETSO – подтверждение соответствия ТА18-100 европейским техническим стандартам, что открывает возможности установки этого двигателя на зарубежных летательных аппаратах. Поскольку от импортозамещения нам, как от осени, «не спрятаться, не скрыться», то «Суперджеты» и МС-21 точно будут оснащены двигателями «Аэросилы».

Казалось, что особенного, что шумим? Тогда вспомним – в СССР работало около двух десятков ОКБ, разрабатывающих авиационные двигатели различного назначения. А с ними сотрудничали несколько десятков авиастроительных и моторостроительных заводов и сотни агрегатных и приборостроительных, изготавливавших так называемые «покупные комплектующие изделия». При этом ни одно из предприятий не сидело без работы, но и не дублировало друг друга. Просто в СССР выпускались в год и сотни самолётов. Сейчас – десятки. Средне-дальнемагистральных лайнеров – единицы. Совершенно не удивительно, что список двигателестроительных фирм сократился вдвое. К тому же часть моторостроительных и агрегатных предприятий осталась за границами страны, часть потеряла самостоятельное значение, как ОКБ, разрабатывающее двигатели, часть – не производит продукции авиационного назначения либо вообще никакой продукции. Потому ценность каждого из работающих предприятий, значимость сохранённого им опыта многократно возрастают. Есть у нас авиадвигателестроительное ОКБ, которое сумело не то что не сократить производство ГТД, но и нарастить их выпуск. Правда, не совсем от хорошей жизни: серийные предприятия, которые ранее выпускали разработанные «Аэросилой» двигатели, руководящей волей были оторваны от разработчиков. Пришлось конструкторам организовать собственное производство и делать свои силовые установки самостоятельно.

Взгляд в будущее у них прогрессивный. На основе базового двигателя ТА-18 создан демонстратор энергоузла с отбором электрической мощности 240 кВА, предназначенный для реализации современной концепции «электрического самолёта». В перспективе компактная и мощная (или по-научному – малогабаритная) вспомогательная силовая установка может обеспечить перевод большой части авиации на «электротягу» – газотурбинная ВСУ генерирует энергию и передаёт её на электродвигатель. Это сулит солидную экономию топлива. Правда, в этом варианте ВСУ становится уже не «вспомогательной», а основной, в тандеме с электромотором. И винтами! Конструкторы и инженеры «Аэросилы», по последним данным, глубоко погрузились в эту перспективную тему. Только почему мы об этом не слышим? Но на МАКС-2021 что-то увидим точно. Как минимум, лёгкий военно-транспортный Ил-112В и пассажирская надежда Севера и Дальнего Востока Ил-114-300 будут там с новенькими винтами.